一种中高压直挂式静止同步无功补偿器主电路拓扑结构

摘要

本发明提供一种中高压直挂式静止同步无功补偿器主电路拓扑结构，包括单相变换电路、公共直流母线电路、换流电抗器和启动电路；单相变换电路与公共直流母线电路并联，并联后输出端连接换流电抗器，换流电抗器通过启动电路接入交流电网。本发明可以实现无功电压支撑、谐波污染治理以及功率振荡阻尼等功能，可直挂中高压交流电网，输出波形质量好、开关动作频率低、所需开关器件数量相对较少、直流电压利用率高以及可抑制直流侧故障电流等特点，可以减少交流侧滤波器数量，降低补偿器的前期投入成本和控制复杂度，提高无功补偿器的能量转换效率，提高无功补偿器的故障生存能力，提升无功补偿器的单位利用率以及扩大无功补偿器的应用场合和作用。

主权项

一种中高压直挂式静止同步无功补偿器主电路拓扑结构，其特征在于：所述拓扑结构包括单相变换电路、公共直流母线电路、换流电抗器和启动电路；所述单相变换电路与公共直流母线电路并联，并联后输出端连接换流电抗器，换流电抗器通过启动电路接入交流电网；所述单相变换电路包括A相变换电路、B相变换电路和C相变换电路；所述A相变换电路、B相变换电路和C相变换电路均包括上桥臂和下桥臂；所述上桥臂和下桥臂均包括依次连接的波形发生电路、环流抑制电抗器和切换开关电路；A相变换电路、B相变换电路和C相变换电路中的上桥臂和下桥臂对称分布，上桥臂的波形发生电路一端连接公共直流母线正极，下桥臂的波形发生电路一端连接公共直流母线负极，上/下桥臂的波形发生电路的另一端连接环流抑制电抗器，环流抑制电抗器的另一端连接切换开关电路，切换开关电路的另一端连接换流电抗器；所述上桥臂的波形发生电路工作于正半周期，下桥臂的波形发生电路工作于负半周期，上/下桥臂的波形发生电路均采用正弦波作为调制波；所述波形发生电路由N个相同或不同标准的功率模块串联而成，输出相电压电平阶梯数为2N+1，N个串联的功率模块的首末两端分别为波形发生电路的输入端和输出端；所述功率模块输出的电平阶梯包括正电平、负电平和零电平，不同标准的功率模块输出幅值相同或不同的电平阶梯；所述功率模块包括IGBT₁、IGBT₂、IGBT₃、IGBT₄、IGBT₅、直流侧电容器C₁、直流侧电容器C₂、二极管D₁和二极管D₂；所述IGBT₁与IGBT₂串联后与直流侧电容器C₁并联，直流侧电容器C₁一端与二极管D₁一端相连，该连接点为功率模块直流母线正极1，直流侧电容器C₁的另一端为直流母线负极1；所述IGBT₃与IGBT₄串联后与直流侧电容器C₂并联，直流侧电容器C₂一端与二极管D₂一端相连，该连接点为功率模块直流母线负极2，直流侧电容器C₂的另一端为直流母线正极2；二极管D₁的另一端与直流母线正极2连接；二极管D₂另一端与直流母线负极1连接；IGBT₅的一端连接直流母线正极2，其另一端连接直流母线负极1；所述IGBT₁与IGBT₂的公共端及IGBT₃与IGBT₄的公共端分别为该功率模块的输入端或输出端。